Film dosimetry of intensity modulated beams

ABSTRACT Intensity modulated beams use complicated computerized treatment planning systems; this makes a manual verification of the number of monitor units difficult to perform. Consequently, before treatment, patient-specific quality assurance must be done in order to ensure that the delivery agrees with the plan; this process involves a measurement of 2D dose distribution in a phantom. In this thesis, first, a photostimulable phosphor luminescence device (also referred to as computed radiography or CR) was evaluated for dosimetric purposes. The proposed protocol showed linearity response of the CR, but energy and field size dependence were discovered. Second, two widely used films for IMRT QA were compared: the radiological film, EDR2, and the radiochromic film, EBT, with the use of the scanner EPSON1680 and the software FILMQA. Results showed that in the relative dose mode, EDR2 gives higher number of pixels passing a chosen criterion compared to EBT. This fact is attributed to the highest contrast observed with EDR2; therefore, any change on pixel value due to scanner artifacts will have less impact on dose calculations with EDR2. Finally, the impact of scanner artifacts on dose assessment with EBT films, processed with FILMQA and a program written on MATLAB, was studied. A correction was introduced on MATLAB that proves the importance of taking scanner artifacts into account for the measurements with the scanner EPSON1680 and EBT films digitized in the portrait orientation. Comparison between FILMQA and MATLAB was performed on profile’s measurements and on fifteen head and neck IMRT QA cases. This comparison showed that one case out of fifteen was drastically improved with MATLAB, yet FILMQA gave inaccurate results of profiles compared with the correction applied on MATLAB.ABRÉGÉDélivrer un traitement conforme à la planification est une des responsabilités duphysicien médical; ceci est relativement simple à vérifier en RadiothérapieConformationnelle. Cependant, la complexité des calculs en Radiothérapie avecModulation d’Intensité (RTMI) rend cette vérification moins évidente puisque larelation entre la dose et les unités moniteures est plus difficile à établir. Enconséquence, irradier un fantôme conformément au plan établi pour le patient estune étape effectuée avant chaque traitement. Cette irradiation s’accompagned’une mesure à l’aide d’une chambre d’ionisation et d’une mesure desdistributions de doses à 2D. Dans cette thèse trois points sont soulevés. Lepremier consiste à évaluer le Computed Radiography (CR) en dosimétrie; leprotocole proposé a mené à une réponse linéaire mais dépendante en énergie et enlargeur de champ. En second lieu, une comparaison de deux films (EDR2 et EBT)largement utilisés pour l’assurance qualité en RTMI a été effectuée. L’étude amontré qu’en dose relative, EDR2 donnent de meilleurs résultats que EBT. Ceciest attribuable au fait que le contraste enregistré avec EDR2 rend les artefacts descanners moins importants sur le calcul de dose comparativement à EBT. Latroisième partie de ce travail traite de l’importance des artefacts introduits lors dela lecture des EBT sur le scanner EPSON1680. Une correction de ces artefacts,effectuée sur MATLAB, a prouvé leur importance. Le logiciel FILMQA utilisé enclinique pour le traitement des films a montré une grande erreur sur la mesure desprofils, mais sur 15 plans d’RTMI étudiés, un seul cas a véritablement étéamélioré par la correction effectuée sur MATLAB